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📜  什么是汽化？

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:54:17.660000             🧑  作者: Mango

什么是汽化？

物质的状态变化是物质的物理变化。这些变化适应可逆变化，即可以从一种物理状态变为另一种物理状态的变化。它不涉及任何化学变化。这些变化是由于观察到物质的温度或压力的变化而发生的。例如，随着温度的升高，颗粒之间的分子内相互作用会增加，因此，物质会更自由地移动。随着温度的降低，这些物质会沉淀在一个固定的刚性结构中。受物质的三种状态支配，循环中遇到的不同过程是熔化、冷冻、升华、沉积、冷凝和汽化。

各种流程说明如下：

MeltingFreezing Evaporation  Condensation  Sublimation 
The transition occurs from the solid phase to the liquid phase. The transition occurs from the liquid phase to the solid phase.The transition occurs from the liquid phase to the gaseous phase.The transition occurs from the gaseous phase to the liquid phase.The transition of the solid phase to the gaseous phase without undergoing through the intermediate liquid phase. 

当液体变成气体时会发生什么？

当液体变成气体时，粒子彼此分离，每个粒子在空间中各行其道。这就是气体倾向于填充容器的方式。实际上，在气相中，大部分体积是空的空间；实际上只有大约 1/1,000 的体积被物质占据。

汽化

从液相到液态的气态的相变。汽化有两种类型：蒸发和沸腾。

蒸发

蒸发是在低于沸点的温度下发生的液态到气态的变化。蒸发发生在液体表面。如果液体分子位于表面附近并沿特定方向传输或移动，则它们会蒸发。它们必须具有足够的动能来克服液相中存在的分子间力。

影响蒸发的因素

  • 温度——物质温度的升高会导致蒸发速率的增加。
  • 表面积——物质表面积的增加会导致蒸发速率的增加。
  • 湿度——大气湿度的增加导致蒸发率降低。
  • 风速——特定区域的风速增加会导致蒸发率增加。

沸腾

沸腾是液体在加热后很快变成气体的过程。水中的颗粒通过它们之间的强大吸引力结合在一起。当我们提供能量并加热水粒子时，它们相应的动能就会增加。其中一些粒子获得足够的能量来突破分子内的吸引力并转化为蒸汽。它们逃离表面，这个过程被称为沸腾。液体因此转变为气态。沸腾过程是快速汽化的一个例子，它发生在沸腾温度或高于沸点温度或液体表面或低于液体表面。

沸点

液体的沸点是液体在大气压下沸腾然后进一步迅速转变为气态的温度。它基本上是粒子之间吸引力的量度。溶剂的沸点越高，表明颗粒之间的吸引力越大。不同液体的沸点不同。

例子：

水的沸点 = 100°C

酒精的沸点 = 78°C

汞的沸点 = 357°C

影响液体沸点的因素：

  • 分子间力——液体分子之间的吸引力随着液体沸点的增加而增加。
  • 压力——当我们增加施加在材料上的压力时，它的体积会减小。这使得分子彼此更接近，从而导致更大的分子间力。当我们对气体加压时，它会变成液体，然后再变成固体。还观察到高压液体具有高沸点。
  • 溶液——溶液的沸点高于纯溶剂。
  • 混合物——混合两种或多种液体时，所得混合物的沸点将位于两种液体沸点之间的温度范围内。

影响蒸发速率的因素

  • 表面积 -由于物体表面积的增加导致更多数量的颗粒暴露在温度变化中，因此，表面积与蒸发速率成正比。
  • 压力——当我们降低压力时，粒子迅速获得从容器表面逃逸所需的动能。因此，压力与蒸发速率成反比。
  • 温度——温度升高会导致颗粒从容器表面逸出所需的动能增加。这导致颗粒之间相互作用力的降低。因此，温度与蒸发速率成正比。
  • 风速——由于风速的增加会导致更多的颗粒被风吹走，因此，风速与蒸发速度成正比。

汽化潜热

模拟 1kg 液体在特定温度下相应沸点转化为气态所需的热量。不同液体的汽化潜热不同。

汽化的日常生活例子

  • 从海水中提取盐分。海水蒸发，留下多余的盐分。
  • 晾干湿衣服。
  • 在各种制造过程中分离混合物的成分。例如，石油的某些成分的分离。

示例问题

问题 1： 100 o C 的水蒸气比相同温度的液态水造成更多的灼伤。为什么？

回答：

问题2：为什么拉贾斯坦邦没有水，而孟买却被水包围？

回答：

问题 3：区分蒸发和沸腾过程

回答：

Basis of Comparison Evaporation Boiling
DefinitionThe transition of liquid into a vapour Steaming of a liquid under the influence of heat
OccurrenceOccurs at the surface of the liquid Occurs throughout the liquid, since the heat is supplied. 
TemperatureMinimal temperature change neededA temperature is greater than the boiling point needed
Nature Natural process Unnatural process
Time MoreLess
EnergyLittle or no energy requiredLot of energy required

问题 4. 解释为什么 100 o C 的沸水的温度不会因供热而改变。

回答：

问题 5. 液体中的分子间作用力与其蒸气压有何关系？

回答：

问题 6. 假设两种液体的蒸发潜热 A 和 B 分别为 100 J/kg 和 350 J/kg。哪一种造成更多的冷却效果？

回答：

问题 7. 解释为什么 0 °C 的冰的温度在进一步加热物质时不会改变。

回答：